快速计算架空与水平双层大地埋地导体间互阻抗的矩函数方法

架空导体和水平分层大地中埋地导体之间的互阻抗是众多电磁兼容问题分析的基础,该阻抗表达式为含无穷上限的高振荡复积分。提出了一种采用矩函数方法快速计算该积分的方案,将互阻抗积分表达式分割为定积分和含有无穷上限的尾积分,并分别采用合适的方法予以快速计算。对于其中的定积分部分,首先采用样条函数拟合被积函数,此时,定积分部分可用矩函数解析表示;对于含有无穷上限的尾积分,将积分核用其渐进函数代替,该渐进积分核函数可采用指数积分表示。由于矩函数采用解析式计算,本文方法完全避免了振荡积分的计算,是一种高效的计算高振荡积分的方法。本文方法可以用于电磁兼容或者电磁暂态问题中涉及的架空导体和埋地导体之间互阻抗的计算。     

关于本性函数积分定义的注

对照几乎处处连续的本性函数的积分定义,给出几乎处处连续的本性函数绝对可积的充要条件,证明几乎处处连续的本性函数积分是非绝对可积的,将无穷区间上几乎处处连续的本性函数的积分问题化为有穷区间的积分。     

两条平行单导线之间的低频互感系数

本文应用索末菲(A.Sommerfeld)辐射偶极子场的理论,推导了当考虑架空导线的架设高度及地下电缆的埋设深度时,两条有限长及无限长平行接地回路单导线之间低频互感系数的解析表达式,并用FORTRAN语言编制了计算程序,可利用电子计算机作数值计算。     

平板导体涡流场并矢格林函数的快速计算

用积分方程法求解平板导体中含有裂缝的涡流场时，需要大量计算并矢格林函数中包含的广义Sommerfeld积分(generalized Sommerfeld integrals , GSI)。将矩阵束方法推广应用于涡流场中广义Sommerfeld积分的计算，将极点的求解转变为矩阵广义特征值问题的求解，分别用奇异值分解方法和最小二乘法确定极点和留数，讨论了不同采样间隔和矩阵束参数对极点分布的影响。该方法将GSI转化为有限项级数之和，极大地加速了并矢格林函数的计算。根据涡流无损检测中的几组典型数据，比较了用该文方法和直接数值积分法计算并矢格林函数的精度和求解速度。大量计算表明，在场点与源点距离小于5倍透入深度时，该文方法计算误差均在2 %以下，计算速度较之数值积分法提高100倍以上，为用积分方程法快速计算涡流场奠定了基础。     

有限长架空导线与地下导线间互阻抗的计算

通过对地场广义 Sommerfeld积分折射系数和衰减系数的合理近似 ,导出了有限长架空导线与地下导线间互阻抗的解析计算公式。结果表明 ,当计算频率 <几百 k Hz时精度相当好 ,适用于架空电力线路与地下通信电缆感性耦合分析和电磁暂态计算     

基于改进的多项近似法解玻尔兹曼方程计算电子输运系数

获得准确的电子输运和反应系数是采用流体模型准确仿真流注传播特性的前提。目前,电子输运系数主要有两种计算方法:一是用电子群实验数据进行插值;二是用两项近似方法解玻尔兹曼方程。方法一只能用在约化场强很小的场合,方法二的理论基础即各相同性假设是否成立和数据准确度尚无定论。针对以上问题,Ness等人采用了多项近似法解玻尔兹曼方程计算电子输运系数。该文主要对多项近似解玻尔兹曼方程进行两点改进:一是调整速度分布函数的展开顺序,这样能把流体尺度和非流体尺度下计算过程统一起来;二是采用高斯–克龙罗德积分代替高斯-拉盖尔积分计算碰撞积分项。最后对硬球模型和Reid非弹性碰撞模型进行了计算,结果表明:采用高斯–克龙罗德积分代替高斯–拉盖尔积分计算碰撞积分项更准确;即使在只有守恒碰撞时,电子速度分布函数仍呈现各向异性特征,采用两项近似方法计算出的电子输运系数有较大误差。     

水平分层土壤中点电流源电流场的计算

为解决地网仿真计算中多层土壤点电流源的格林函数计算复杂问题,以典型4层水平分层土壤模型为例,对点电流源格林函数公式进行了化简。因为格林函数的计算中涉及到含有贝塞尔函数的广义积分,被积函数高速振荡,难以数值积分。通过对被积函数的分析,提取衰减较慢的成分,给出了级数形式的解析表达式;对剩余部分,按照贝塞尔函数的零点分区间进行积分,收敛很快,提高了计算效率。最后使用数值方法给出了地电流的分布图像。     

复镜像法在平板导体涡流场计算中的应用

为了根据涡流检测中积分方程法(IEM)的理想裂缝模型,用矢量磁位推导出平板导体涡流场的并矢格林函数,将复镜像法用于涡流场并矢格林函数的计算,用Prony方法对矢量磁位中广义Sommerfeld积分(GSI)的被积函数进行指数逼近,使GSI转化为有限项级数之和,加速了无穷积分的计算,提高了涡流场的求解速度和计算精度。用涡流无损检测中的两组典型数据比较用复镜像法和直接数值积分法计算广义Sommerfeld积分的计算精度和求解速度,结果表明复镜像法在涡流场GSI积分计算中准确且高效。用复镜像法计算平板导体中含有平行裂缝和十字型裂缝的涡流场,其结果与有限元一边界元耦合法的计算结果对比表明求解方法正确和高效。     

“试验方法”国家标准中的几个计算问题

在修订“同步电机试验方法”国家标准和“直流电机试验方法”国家标准时,对某些项目进行了一些修改。现将与这些修改有关的计算问题简述如下。(一) 在“同步电机试验方法”国家标准的附录中列出了用计算法对电压波形进行谐波分析的方法。这样做的基础是:一个周期为2π的周变函数f(x)可以用无穷三角级数(傅里叶级数)来表达,同步发电机的电压波形函数正是这样一个函数。这个无穷三角级数中每一项的幅值可以用近似计算法确定。这就是     

三维探伤涡流场的研究与线圈阻抗的计算

本文研究了均匀半空间导体内含有任意形状三维缺陷时放置式线圈阻抗增量的数值模型，提出了一种计算阻抗增量的“半解析体积分方程法”。它包括本文首次导出的不含微分项和积分项的均匀半空间导体并矢格林函数解析式，缺陷区域的剖分方法，离散方程组的系数矩阵和右端向量的计算，非对称复系数方程组的求解以及阻抗增量计算等。用ＴＥＡＭＷｏｒｋｓｈｏｐ问题１５作为验证模型，对比结果表明，计算值和测量值吻合良好。     

基于短窗数据S变换能量的缆-线混合配电网络故障选线方法

单位长度的电缆线路与架空线路相比,电感较小但耦合电容要大许多倍.缆-线混合的配电线路,较短架空线路发生单相高阻接地时,可能会出现健全线路零序电流波形的相似性变差,故障线路与某些健全线路的零序电流波形较为相似的情况,将导致基于相关分析进行故障选线的方法失效.在分析缆-线混合线路各馈线零序电流故障特征频率可能不一致的基础上,为避开TA饱和引起的间断角,选取故障后1/4周期各馈线零序电流的短窗数据,利用S变换确定配网故障零序电流的主导特征频率,并比较此主导特征频率上各馈线零序电流的S变换能量来实现故障选线.理论分析和仿真验证表明,该方法选线准确、可靠.     

电力系统输电线路接地距离保护整定计算研究

文章主要推导和分析了接地距离保护与相邻线路接地距离，零序和纵联保护配合的计算方法和计算公式。尤其是详细推导有零序互感耦合线路相互配合的精确计算方法和公式，并提出了综合助增系数的新概念，文中公式推导祥尽准确，在不考虑零序互感影响时与相邻线路接地距离Ⅰ段配合的公式与整定规程完全相同。文中公式和结论已在整定计算程序设计或实际整定计算中采用。并有详尽的实际系统计算和分析。     

基于全球定位系统与积分方程的互感线路零序参数带电测量

首先简要回顾了通常获取输电线路参数的三种方法,然后在增量法的基础上提出了基于全球定位系统(Global Position System,GPS)和积分方程的互感线路参数带电测量方法(简称积分法).该方法将互感线路的伏安特性方程转化为积分形式,并采用了最小二乘法求解测量中出现的超定方程组,同时得出各线路的零序自阻抗及线路间的零序互阻抗.文中给出了详细的数学模型和数字仿真结果以及软件算法流程图与实际测量结果,并将积分法计算结果与增量法的计算结果进行了比较,比较结果表明积分法的测量结果是精确可信的.     

Estimation of transmission line parameters from measurements

This paper describes the method of estimating the transmission line parameters from voltage, current, and power measurements at the two ends of the line. This becomes necessary if a new parallel transmission line is constructed between two substations due to load growth or if an underground cable replaces an overhead line and the overall parameters of the paralleled lines or the cable are desired to be determined. The parameters of the equivalent pi network of the line are obtained from the measurements at the line ends by using the Newton–Raphson method to solve the non-linear equations. The proposed method then gives the resistance/m, inductance/m, and capacitance/m, considering the distributed nature of the transmission line. The technique to determine the conductance parameter is also presented.     

电缆铺设对气象设备的防雷效果对比分析

安装在野外的气象设备一般需要输电线路提供电源,出于工程施工方便输电电缆往往采用架空方式铺设,由于架空电缆容易感应雷电脉冲,造成后端连接的设备受到冲击而损坏.为了分析研究输电线路不同铺设方式是否有不同的防雷效果,通过建立等效模型对输电电缆自身分布电容电感特性进行分析,以及对电缆不同铺设方式引起分布参数变化的分析,利用电缆分布参数能够对雷电脉冲产生的衰减作用,得出了电缆埋地铺设对系统设备具有较好的防雷效果.工程实例表明,供电电缆半埋方式效果一般,直埋入土壤防雷效果最佳,而且埋地长度越长防雷效果越好.     

互感线路零序带电测量的理论及其微机实现

提出可用于线路的自感抗系数测量的干扰法。利用本认为防碍测量的干扰信号做 为测试电源,化害为利,可以完全克服由于互感造成的干扰。文中对该方法进行了理论上的分 析,给出了实测结果,证明该方法正确有效,现场测试方便。文中给出了存在干扰时外加电源 测试自感的接线图和计算公式。 提出了用于带电测量线路互感的零序电流增量法。从理论上对该方法进行分析,对专用于带 电测量互感的计算机系统的硬件结构和软件结构进行了介绍,完成了传统方法无法实现的带 电测量互感的工作。     

基于聚类算法的架空线路入地改造控制决策方法

将聚类算法应用于架空线路(包括电力及其他种类架空线路)入地改造的控制决策中,以道路为对象,按照重要优先程度将其聚成若干类,避免了逐一决策的麻烦。利用改进的判断矩阵分析法计算对象的属性值,并向单位坐标轴投影进行标准化。此法可以有效考虑相关因素,简化计算,依据数值结果对架空线路入地改造进行决策。浦东新区架空线路控制及入地规划的工程实践证明了此法的有效性和先进性。     

Transient analysis of a crossbonded cable system underneath abridge

Transients on a crossbonded cable installed underneath a bridge and connected with overhead lines are analyzed using the EMTP (ElectroMagnetic Transients Program). Calculated results of the sheath voltages on a system composed of only a cable show that the maximum overvoltages on the cable installed underneath the bridge, which is a kind of overhead cable, are higher by about 2.5 times than those on an ordinary underground cable. The iron framework of the bridge, which is simulated as parallel overhead conductors to the cable, reduces the overvoltages by about 20% to 50% due to mutual coupling. When overhead lines are connected to the cable system at both terminals, the sheath overvoltages are reduced to about 20% of those in the case of the cable system alone, but the reduction by the iron frameworks of the overvoltages becomes less pronounced. It is emphasized that special attention should be paid to the insulation coordination of a crossbonded cable installed to a bridge     

广义索末菲积分快速算法及架空导线与地下导线间互阻抗的计算

提出一种基于离散复镜像法的广义索末菲积分（GSI）快速计算方法。该方法将GSI表示为离散复镜像近似值和积分校正项之和,其中离散复镜像近似值采用Prony方法得到解析式求出;积分校正项以原积分与逼近积分核之差作为校正积分核,采用自适应积分法求出,架空电力线路与地下通信电缆互阻抗的数值计算结果表明,该方法比常规数值积分方法计算效率可提高20倍以上。